Магнитный сепаратор

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом. Магнитный сепаратор включает вертикальные цилиндрические магнитные патроны, расположенные в ряд и выполненные в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией B_r=0,1-3,0 Тл в форме дисков. Диски разделены прокладками из магнитомягкого материала и помещены в немагнитную гильзу. Наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена на уровне середины диска в другом патроне. Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей. Технический результат: увеличение шламоемкости, увеличение высоты патронов без снижения надежности работы сепаратора, повышение производительности процесса очистки. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом.

Известен магнитный сепаратор по авторскому свидетельству 915897 В01D 35/06, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и трубной доской в качестве установочной рамы в верхней части корпуса, к которой прикреплены посредством резьбового соединения вертикальные немагнитные стержни с нанизанными на них магнитными и немагнитными шайбами, по сечению корпуса стержни расположены в шахматном порядке, средство для удаления шлама выполнено в виде регенерационных труб, установленных вертикально между магнитными стержнями. Каждая из труб равноудалена от трех ближайших магнитных стержней и имеет в плоскостях немагнитных (сорбционных) шайб три радиальных отверстия в направлении осей магнитных стержней. Регенерационные трубы подключены к системе напорного водоснабжения, при этом распределительная система подачи отмывочной воды расположена внутри корпуса.

Известный сепаратор характеризуется недостаточной производительностью очистки, малой шламоемкостью стержней и технологической сложностью конструкции. Комплект водонапорных труб занимает большое место внутри корпуса и этот объем не участвует в решении задачи очистки ТЖ. Малоэффективна регенерация стержней путем создания напорных струй воды, поскольку первый слой магнитного шлама на поверхности шайб и ближайшие к нему, расположенные по месту концентрации магнитного поля, не сбиваются струей, что подтверждает указанная степень регенерации стержней 80-90%.

Наиболее близким изобретению по числу сходных признаков является магнитный сепаратор по патенту РФ 2207912 от 10.07.2003. Сепаратор содержит емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости; укрепленные на емкости консольно верхнюю и нижнюю приводную платформы (траверсы по терминологии прототипа), установленные с возможностью вертикального перемещения посредством линейного подшипника качения, укрепленного на вертикальной колонне. На верхней платформе установлены головной частью вертикальные цилиндрические магнитные патроны. На приводной платформе укреплен шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают каждый магнитный патрон по скользящей посадке.

В емкости патроны располагаются поперек потока. Удаление шлама в известном сепараторе осуществляют путем сброса шлама в подводимый приводной конвейер. Консольные нагрузки на линейный подшипник минимизируются с помощью противовесов.

Сепаратор, использующий вертикальные магнитные патроны, является средством очистки магнитного шлама с высокой производительностью ввиду высокой разделительной поверхности патронов. Однако при большой высоте патронов, 2 м и более, которые закреплены головной частью с радиальным зазором, может наблюдаться отклонение патронов от вертикального положения, что негативно отражается на работе шламосъемника. Также взаимовлияние магнитных полей снижает шламоемкость патронов.

Изобретение позволяет решить задачу повышения надежности сепаратора и создания возможности увеличения высоты патронов и соответственно производительности сепаратора.

Заявляется магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в виде кассет и установленные головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны расположены в один ряд и выполнены в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу; а наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена приблизительно на уровне середины диска в другом патроне.

В сепараторе средство периодической фиксации верхней платформы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с платформой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

Магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

Манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала, имеют сечение, сужающееся к низу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

В магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.

Изобретение поясняется чертежами. На фигуре 1 показан сепаратор в режиме очистки технологической жидкости с нижним расположением платформы с патронами. На фигуре 2 дан другой вид сепаратора в режиме очистки патронов. На фигуре 3 показан магнитный патрон, его взаимодействие с манжетами шламосъемника и закрепление в плите.

Стойки 1 установочной рамы расположены по периметру емкости 2 с подводящим и отводящим патрубками 3 и 4. Перемещение верхней платформы 5 и нижней платформы 6 относительно стоек осуществляется электродвигателем 7, редуктором 8, установленным на нижней платформе (звездочки и цепи редуктора на фигуре показаны, но позиции не имеют).

Ряд (ряды) патронов 9, 10, 11 крепятся к плите 12, жестко связанной разъемным соединением с верхней платформой 5. Шламосъемник 13 имеет совокупность манжет для ряда (рядов), укрепленных на одной плите.

Приводной подводимый конвейер 15 имеет свой привод (на фигуре не показан). В верхнем положении платформы 5 ее балки 16 опираются на площадку, принадлежащую верхней грани конвейера 15.

Магнитные патроны каждого ряда, например, 9, выполнены в виде набора постоянных магнитов 17 (фигура 3) в форме дисков, разделенных прокладками 18 из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу 19, которая обеспечивает сохранность магнитов и хорошее скольжение манжет 14. Прокладки необходимы для уменьшения рассеивания между полюсами магнитного потока в зазоре. Магнитные диски выполнены из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл. Например, для изготовления магнитных колец могут быть использованы керамические ферритобариевые магниты, изготавливаемые на ОАО «МСЗ» (Машиностроительный завод), г.Электросталь. Использование таких магнитных дисков позволяет повысить степень тонкой очистки ε не менее чем на 30-40%, что, очевидно, объясняется тем, что тонкие частицы обладают малым магнитным взаимодействием и для их магнитной сепарации необходимы более мощные магнитные поля. Работа магнитного сепаратора с патронами, набранными из указанных магнитов, может осуществляться и вне указанного интервала 0,1-3,0 Тл. Заявляемый интервал определен, исходя из технической и технологической целесообразности. Так, при величине В_r менее 0,1 Тл степень очистки недостаточна при требуемой производительности сепаратора около 20 тыс.куб.м в час. Чем меньше размер ферромагнитных частиц, которые улавливаются сепаратором, тем больше В_r приближается к В_r=3,0 Тл. При В_r более 3,0 Тл благодаря сильному магнитному полю магнитный шлам эффективно извлекается из очищаемой жидкости, но вместе с тем встает серьезная технологическая задача съема магнитного шлама с патронов. Увеличение В_r выше 3,0 Тл экономически неоправданно, так как при этом существенно удорожается стоимость создания магнитного сепаратора.

В каждом ряду патронов магнитные диски 17 смещены относительно дисков в смежных гильзах равным образом для всех дисков, то есть середина магнитомягкой прокладки 18 в одном патроне расположена на уровне середины магнитного диска в другом патроне. При расположении дисков 17 на одном уровне при любой направленности магнитного поля магнитное взаимодействие между дисками в двух патронах (расстоянии между ними 4-6 см) было максимальным (или притяжение, или отталкивание), и при движении манжет наблюдались биения. При заявленном вертикальном смещении магнитных дисков в двух патронах при сохранении плотности шага патронов в ряду 4-6 см шламоемкость патронов увеличилась на 18% и появилась возможность увеличить высоту патронов без снижения надежности работы сепаратора и повысить производительность процесса очистки.

Расстояние между рядами патронов выбирается из условия обеспечения слабого влияния магнитных полей патронов - это не менее 6 см (в зависимости от диаметра патронов).

Патроны 20 крепятся головной частью с радиальным зазором в сквозных отверстиях плиты 12, принадлежащей верхней платформе 5, резьбовым соединением: шайбы 21, гайки 22 и контргайки 23. Радиальный зазор патронов позволяет избежать заклинивания при работе шламосъемника. Для плотного и хорошего скольжения манжет 14 они выполнены из эластичного материала (например, резины), имеют сужающееся к низу сечение, и трение манжеты зависит только от площади касания патрона нижней кромкой манжеты.

Магнитный сепаратор работает следующим образом.

В режиме сепарации обе платформы 5 и 6 находятся в крайнем нижнем положении, при котором магнитные патроны погружены в очищаемую технологическую жидкость поперек потока ТЖ в емкости. Происходит активное осаждение магнитного шлама на патронах. Для удаления ферромагнитного шлама приводом 7 обе платформы поднимаются в верхнее положение. Под ряды патронов подводятся конвейеры 15. Затем выполняется спуск платформ, верхняя платформа 5 через 2-3 см хода останавливается, так как ее балка 16 устанавливается на опорной площадке конвейера 15. При спуске нижней платформы 6 по неподвижным патронам шлам сбрасывается с патронов на конвейеры 15 и удаляется из зоны очистки в стационарный конвейер или лоток (не показаны на фигурах). Затем нижняя платформа движется вверх, приподнимает на 2-З см верхнюю платформу и из-под патронов отводятся конвейеры. Обе платформы опускаются в нижнее положение. Достаточность цикла сепарации определяется либо оператором опытным путем, либо иными средствами (по времени, по массе шлама и пр.).

Магнитный сепаратор может быть изготовлен с использованием известных технологий, материалов и оборудования.

1. Магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в виде кассет и установленные головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны расположены в один ряд и выполнены в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу; а наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена приблизительно на уровне середины диска в другом патроне.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в сепараторе средство периодической фиксации верхней траверсы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с траверсой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала; имеют сечение, сужающееся книзу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.